黃達(dá)

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070）

“仿生設(shè)計(jì)”在汽車(chē)造型中的運(yùn)用

黃達(dá)

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430070）

文章圍繞國(guó)內(nèi)外汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)，嘗試探究汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中的仿生，在探索和實(shí)踐的基礎(chǔ)上嘗試深化了仿生設(shè)計(jì)的范疇，將人性化、情感化、體驗(yàn)、綠色設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)理念引入汽車(chē)的造型設(shè)計(jì)中，在結(jié)構(gòu)、造型、色彩、材料、形態(tài)寓意等方面進(jìn)行剖析。將汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)作為研究重點(diǎn)，應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法以多學(xué)科交叉的綜合思維，在不斷的思考以及利用生物造型的反復(fù)推敲中，改變以往汽車(chē)造型的設(shè)計(jì)方式。

汽車(chē)造型；仿生設(shè)計(jì)；發(fā)展趨勢(shì)

一、對(duì)現(xiàn)今汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中“仿生設(shè)計(jì)”的概況分析

1.仿生設(shè)計(jì)的定義。所謂仿生設(shè)計(jì)就是人們通過(guò)對(duì)大自然不斷地學(xué)習(xí)和積累，通過(guò)模擬或改進(jìn)大自然及生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、形態(tài)、色彩等信息，并將這些信息運(yùn)用到設(shè)計(jì)中的方法。

2.仿生設(shè)計(jì)的分類(lèi)。仿生設(shè)計(jì)分為以下四大類(lèi)：形態(tài)仿生設(shè)計(jì)學(xué)、功能仿生設(shè)計(jì)學(xué)、視覺(jué)仿生設(shè)計(jì)學(xué)和結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)學(xué)。

（1）形態(tài)仿生設(shè)計(jì)學(xué)主要研究的是自然界中生物體和各種物質(zhì)存在的外部形態(tài)，并如何將其相應(yīng)的藝術(shù)處理手法應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)當(dāng)中；（2）功能仿生設(shè)計(jì)學(xué)主要研究的是自然界中生物體和各種物質(zhì)存在的功能以及原理，并用這些功能和原理去改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)系統(tǒng)，達(dá)到建造新的技術(shù)系統(tǒng)的目的，以促進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和更新；（3）視覺(jué)仿生設(shè)計(jì)學(xué)主要研究的是自然界中生物體的視覺(jué)器官對(duì)于外界圖像的識(shí)別、對(duì)外界視覺(jué)信號(hào)的分析以及處理，和相對(duì)應(yīng)的視覺(jué)流程。

二、汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中“仿生設(shè)計(jì)”

1.仿生設(shè)計(jì)在汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中的發(fā)展。從一開(kāi)始提出仿生設(shè)計(jì)到應(yīng)用于汽車(chē)造型設(shè)計(jì)，經(jīng)歷了一系列的坎坷。從最初的無(wú)意識(shí)到后來(lái)的有意識(shí)，從最初的盲目追尋到后來(lái)的科學(xué)探尋，從最初的簡(jiǎn)單模仿到后來(lái)復(fù)雜的思考，仿生設(shè)計(jì)在汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中逐漸發(fā)展和成熟。

早期的汽車(chē)造型仿生設(shè)計(jì)并不像當(dāng)今一樣，設(shè)計(jì)實(shí)踐有著系統(tǒng)科學(xué)的方法來(lái)指導(dǎo)，汽車(chē)設(shè)計(jì)師們只能一邊摸索一邊加以實(shí)踐然后一邊總結(jié)?！澳Ｐ头治龇ā笔乾F(xiàn)在仿生設(shè)計(jì)采用的主要研究方法，它通過(guò)建造自然界生物模型，加以可行性分析并建造出仿生設(shè)計(jì)模型，然后再風(fēng)洞中進(jìn)行各種試驗(yàn)，并對(duì)仿生模型進(jìn)行分析研究和數(shù)據(jù)采集。伴隨著仿生學(xué)科的不斷發(fā)展和人們對(duì)仿生設(shè)計(jì)研究的深入，汽車(chē)造型仿生設(shè)計(jì)也從單一的從形態(tài)上的模仿，轉(zhuǎn)向研究生物的功能、生物的結(jié)構(gòu)等方面，一步一步發(fā)展成由內(nèi)至外的設(shè)計(jì)流程。

2.仿生設(shè)計(jì)在汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。生物體中體現(xiàn)出的與人溝通的感性特征也會(huì)給人們以新的啟示，使汽車(chē)的形態(tài)設(shè)計(jì)更具靈活性和適應(yīng)性，所以仿生形態(tài)的挖掘是創(chuàng)新設(shè)計(jì)取之不盡的源泉，吸引著人們?nèi)ハ胂蠛湍７?，通過(guò)模仿各種生物形態(tài)，既擴(kuò)大了設(shè)計(jì)師的思維方式，又豐富了現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)的造型語(yǔ)言。從目前汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的運(yùn)用狀況來(lái)看，各大汽車(chē)制造商研究的重點(diǎn)有：形態(tài)上的仿生設(shè)計(jì)、功能上的仿生設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)上的仿生設(shè)計(jì)以及材料上的仿生設(shè)計(jì)。

三、現(xiàn)代汽車(chē)仿生設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

20世紀(jì)60年代，西方國(guó)家經(jīng)過(guò)二戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)為有機(jī)形態(tài)設(shè)計(jì)的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。另外，當(dāng)時(shí)人們開(kāi)始厭倦現(xiàn)代主義的冷漠功能設(shè)計(jì)，對(duì)給人親切感的造型設(shè)計(jì)產(chǎn)生了興趣，于是具有人情味的有機(jī)形態(tài)設(shè)計(jì)就應(yīng)運(yùn)而生了。

早期的汽車(chē)在后翼子板的隆起模仿的是梅花鹿的后腿肌肉輪廓，讓汽車(chē)在視覺(jué)上更有力量感和速度感，但是在功能上起不到實(shí)質(zhì)性的作用。表明過(guò)去汽車(chē)造型的仿生設(shè)計(jì)中，更加關(guān)注形態(tài)的表達(dá)而并非功能，而現(xiàn)代汽車(chē)在仿生設(shè)計(jì)運(yùn)用中，將仿生的形態(tài)和其功能結(jié)合起來(lái)，注重的是其功能性，造型最終是為功能而服務(wù)的。

隨著全球范圍內(nèi)化石能源的減少，各國(guó)的汽車(chē)制造商都在大力開(kāi)發(fā)新能源汽車(chē)，怎樣降低汽車(chē)的能耗，是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。據(jù)試驗(yàn)表明，空氣阻力系數(shù)每降低10%，但具有不同空氣阻力系數(shù)（分別是0.44和0.25）的轎車(chē)進(jìn)行比較，以每小時(shí)88公里的時(shí)速行駛了100公里，燃油消耗后者比前者節(jié)約了1.7公升。在汽車(chē)造型中使用仿生設(shè)計(jì)，可起到有效的作用。例如仿照魚(yú)類(lèi)在水中游動(dòng)速度快且靈活的特點(diǎn)，汽車(chē)設(shè)計(jì)師們常會(huì)把汽車(chē)的車(chē)頭設(shè)計(jì)得偏窄，整體光滑而流暢，近一步接近流線形態(tài)，而車(chē)身兩側(cè)模仿鳥(niǎo)類(lèi)雙翅的造型，能提高車(chē)身的上升力。這樣的形態(tài)能夠有效降低汽車(chē)在行駛過(guò)程中的受到的空氣阻力，減少了汽車(chē)相對(duì)于地面的摩擦力，達(dá)到了減少能耗和提高速度的目的。因此仿生設(shè)計(jì)主要還是為獲得功能，而形態(tài)只是仿生過(guò)程的一個(gè)必然結(jié)果。

本文通過(guò)對(duì)仿生設(shè)計(jì)在汽車(chē)造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)研究與探索，針對(duì)人們的需求和汽車(chē)造型設(shè)計(jì)中新的設(shè)計(jì)方法的需要，引入仿生設(shè)計(jì)的理念，對(duì)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析說(shuō)明，取得了頗多具有重要的參考價(jià)值以及成果：仿生設(shè)計(jì)大量運(yùn)用于現(xiàn)在的交通工具，特別是追求速度的交通工具，其仿生設(shè)計(jì)主要還是為獲得功能（速度，穩(wěn)定），而形態(tài)只是仿生過(guò)程的一個(gè)必然結(jié)果。

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